Сольвати, гідрати, кристалогідрати. Теплові ефекти, які супроводжують процес
ХІМІЯ – Комплексна підготовка до зовнішнього незалежного оцінювання
РОЗДІЛ І. ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ
6. Суміші речовин. Розчини
6.5. Сольвати, гідрати, кристалогідрати. Теплові ефекти, які супроводжують процес
Реакція розчинення металу в кислоті – це приклад хімічного розчинення. Якщо розчинення не супроводжується явною хімічною реакцією, говорять про сольватацію. Під час сольватації молекули (або йони) речовини, яка розчиняється, вступають у взаємодію з молекулами розчинника, утворюючи асоційовані частинки – сольвати, тобто
Отже, гідрати – це продукти приєднання води (гідратації) до молекул, атомів чи йонів. Гідрати можуть утворювати газоподібні1, рідкі та тверді речовини; останні називають кристалогідратами.
Загальний тепловий ефект розчинення складається із суми теплових ефектів:
1) руйнування структури речовини, яку розчиняють (ендотермічного);
2) гідратації (екзотермічного).
Обидва процеси пов’язані зі зміною енергії системи “речовина – розчинник”. Отже, розчинення
Гідрати – зазвичай нестійкі сполуки, існують лише у розчинах, але іноді, навіть після виділення розчиненої речовини з розчину (наприклад, випарювання), вода залишається у складі її кристалів.
Воду в складі кристалогідратів – речовин, кристали яких містять молекули води, – називають кристалізаційною. Найважливіші кристалогідрати, їхні формули і назви наведено у Додатках 6, 7.
Склад кристалогідратів зображають формулами, у яких вказують кількість кристалізаційної води, що міститься в кристалогідраті: природні кристалогідрати – гіпс (CaSO4 · 2Н2O), карналіт (MgCl2 · КСl · 6Н2O).
Кристалізаційна вода видаляється зазвичай ступінчасто (утворення нижчих кристалогідратів). Так, під час нагрівання до 105 °С сині кристали мідного купоросу (купрум(ІІ) сульфат пентагідрат, CuSO4 · 5Н2О) змінюють колір на голубий (купрум(ІІ) сульфат тригідрат, CuSO4 · 3Н2O), а далі за температури 150 °С перетворюються на білий купрум(ІІ) сульфат моногідрат (CuSO4 · Н2O). Повне зневоднення (утворення безводної солі) відбувається за температур вище 250 °С. Є речовини, які існують лише у вигляді кристалогідрату і, віддаючи кристалізаційну воду, розкладаються.